[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道變形驅(qū)動(dòng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410668336.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104401498A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱濤;王鄢;周翌勛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B64D33/02
• 分類(lèi)號(hào): B64D33/02
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 高原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道變形驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

在超音速戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往面臨高低速氣動(dòng)構(gòu)型之間的矛盾，飛機(jī)的隱身要求也制約著進(jìn)氣道的氣動(dòng)構(gòu)型設(shè)計(jì)和性能。因此，在超音速進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很難使進(jìn)氣道在整個(gè)飛行包線內(nèi)保持高性能。

為解決以上設(shè)計(jì)難題，提出了自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)概念。自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道可以根據(jù)飛機(jī)所處的不同飛行狀態(tài)，通過(guò)主動(dòng)控制技術(shù)自適應(yīng)地改變進(jìn)氣道內(nèi)管道(鼓包)結(jié)構(gòu)形狀，調(diào)節(jié)進(jìn)氣道的喉道面積，從而滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同飛行狀態(tài)下的流量需求。

柔性蒙皮是一種采用彈性膠膜和高彈纖維復(fù)合的方式構(gòu)成的，能夠在外力驅(qū)動(dòng)下發(fā)生較大的柔性變形，并具有足夠面內(nèi)剛度、強(qiáng)度的新型蒙皮，可用于實(shí)現(xiàn)鼓包進(jìn)氣道的自適應(yīng)形狀調(diào)節(jié)。基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1，其為基本結(jié)構(gòu)及工作型面示意圖。

為實(shí)現(xiàn)基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道的變形，需要設(shè)計(jì)一種驅(qū)動(dòng)裝置，在其驅(qū)動(dòng)下，不僅可以使柔性蒙皮在基礎(chǔ)型面和最高型面之間產(chǎn)生定向變形，還可以保證柔性蒙皮足夠的面外剛度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道變形驅(qū)動(dòng)裝置，一是解決柔性蒙皮的變形驅(qū)動(dòng)及控制問(wèn)題，二是解決柔性蒙皮面外剛度弱、不能承載面外較大載荷的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道變形驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置：采用氣體充壓的方式利用充氣泵向密封腔內(nèi)充壓使柔性蒙皮變形；利用蒙皮連接帶實(shí)現(xiàn)內(nèi)外密封腔體積的協(xié)調(diào)變化；利用閥門(mén)及管路控制氣體流向；利用壓力傳感器及流量傳感器獲取壓力及流量信息，以此為參數(shù)，控制柔性蒙皮向任意設(shè)計(jì)型面的變形；利用密封氣體為柔性蒙皮提供足夠的面外剛度；

所述驅(qū)動(dòng)裝置其特征為:所述驅(qū)動(dòng)裝置包括充氣泵1、充氣管路2、充氣閥門(mén)3、放氣管路4、放氣閥門(mén)5、內(nèi)側(cè)密封腔6、外側(cè)密封腔7、壓力傳感器8、流量傳感器9、蒙皮連接帶10、基礎(chǔ)型面安裝區(qū)11；所述充氣泵1安裝于進(jìn)氣道基礎(chǔ)型面內(nèi)側(cè)的機(jī)體結(jié)構(gòu)中，通過(guò)充氣管路2分別與內(nèi)側(cè)密封腔6和外側(cè)密封腔7連通，用于向密封腔內(nèi)充壓；所述充氣管路2，安裝在進(jìn)氣道基礎(chǔ)型面內(nèi)側(cè)，一端與充氣泵連通，另一端為“T”字形管口，“T”字形管口分別連通內(nèi)側(cè)密封腔6與外側(cè)密封腔7；所述充氣閥門(mén)3，安裝在充氣管路2的“T”字形管口中央，用于控制氣流向內(nèi)側(cè)密封腔6或向外側(cè)密封腔7流動(dòng)；所述放氣管路4，安裝在進(jìn)氣道基礎(chǔ)型面內(nèi)側(cè)，一端為“T”字形管口，“T”字形管口分別連通內(nèi)側(cè)密封腔6與外側(cè)密封腔7，另一端與飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)內(nèi)部自由連通；所述放氣閥門(mén)5，安裝在放氣管路3的“T”字形管口中央，用于控制氣流由內(nèi)側(cè)密封腔6或向外側(cè)密封腔7向外流出；所述內(nèi)側(cè)密封腔6，為進(jìn)氣道基礎(chǔ)型面與內(nèi)側(cè)柔性蒙皮所圍成的密封腔，其兩端分別安裝有充氣管路2和放氣管路4，其腔體體積可隨氣體的充、放發(fā)生變化；所述外側(cè)密封腔7，為進(jìn)氣道基礎(chǔ)型面與外側(cè)柔性蒙皮所圍成的密封腔，其中的密封氣體能夠提供柔性蒙皮所需的面外剛度，當(dāng)其體積達(dá)到最大時(shí)，鼓包型面為最高型面，當(dāng)其體積為零時(shí)，外側(cè)柔性蒙皮與進(jìn)氣道基礎(chǔ)型面緊密貼合；所述壓力傳感器8，共有兩個(gè)，分別內(nèi)埋于內(nèi)側(cè)密封腔6和外側(cè)密封腔7的基礎(chǔ)型面中，用于測(cè)量?jī)?nèi)側(cè)密封腔6和外側(cè)密封腔7的腔內(nèi)壓力；所述流量傳感器9，安裝于充氣管路2的管口，用于測(cè)量管路內(nèi)氣體流速，壓力及流速測(cè)量結(jié)果可作為柔性蒙皮型面控制的參數(shù)；所述蒙皮連接帶10，為一種能夠提供拉力的柔性帶，一端連接外側(cè)柔性蒙皮，另一端連接內(nèi)側(cè)柔性蒙皮，作用是在一側(cè)柔性蒙皮在充壓驅(qū)動(dòng)下發(fā)生鼓包變形時(shí)，另一側(cè)柔性蒙皮能夠在其拉力下產(chǎn)生同向變形，進(jìn)而排出受拉一側(cè)密封腔內(nèi)的氣體；所述基礎(chǔ)型面安裝區(qū)11，共有兩處，其中一處用于固定充氣管路2，另一處用于固定放氣管路4，每處安裝區(qū)都有一個(gè)通孔，用于安裝管路的“T”形管口。

本發(fā)明的有益效果是：提供一種基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道變形驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置利用氣體充壓方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道鼓包型面在較大范圍內(nèi)的形狀變化，利用壓力及流量信息控制鼓包型面的形狀，從而改變進(jìn)氣道喉道面積，解決了鼓包進(jìn)氣道型面不可調(diào)節(jié)的問(wèn)題。同時(shí)，利用密封氣體為柔性蒙皮提供了足夠的面外剛度，解決了柔性蒙皮面外剛度不足的問(wèn)題，從而使飛機(jī)在不同飛行狀態(tài)下都具有最佳氣動(dòng)性能和進(jìn)發(fā)匹配特性，具有良好的工程適用性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于基于柔性蒙皮的自適應(yīng)鼓包進(jìn)氣道變形范圍示意圖；